89684

МЕХАНИЗМЫ БИОЭЛЕКТРОГЕНЕЗА И ЕГО РОЛЬ В ВОЗБУЖДЕНИИ

Доклад

Биология и генетика

В нем растворы соли разной концентрации разделены мембраной имеющей неодинаковую проницаемость для катионов и анионов на которые диссоциирует данная соль. При одинаковой проникающей способности катионов и анионов на которые диссоциирует электролит электрическая энергия не генерируется как бы ни был высок концентрационный градиент на мембране. Схематически электролит Нернста можно представить: проницаемость катионов проницаемость анионов Электродвижущая сила возникающая в концентрированном электролите который образован раствором...

Русский

2015-05-13

63.57 KB

0 чел.

МЕХАНИЗМЫ БИОЭЛЕКТРОГЕНЕЗА И ЕГО РОЛЬ В ВОЗБУЖДЕНИИ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БИОЭЛЕКТРОГЕНЕЗА (БЭГ)

Живая ткань обладает не только пассивными, но и активными электрическими свойствами, являясь источниками электромагнитной энергии. Природа БЭГ была установлена только после появления теории электрической диссоциации, которая была разработана в 1887 г. Аррениусом. Живые ткани обладают свойствами электролита, которые диссоциируются на катионы и анионы. В этой связи, самой простой моделью источника электромагнитной энергии биологических тканей служит концентрационный элемент Нернста. В нем растворы соли разной концентрации разделены мембраной, имеющей неодинаковую проницаемость для катионов и анионов, на которые диссоциирует данная соль. Вследствие существования разности концентрации, электролит стремится диффундировать через мембрану. Но, в силу неодинаковой проникающей способности образующих его ионов, один из них преодолевает мембрану, а другой задерживается ею. В результате, на мембране образуется двойной слой зарядов. При этом, более разбавленный раствор принимает заряд того иона, который лучше проникает сквозь мембрану. Если это катион, то электрический ток во внешней цепи концентрационного электролита течет от электрода, погруженного в раствор с меньшей концентрацией, к электроду, находящемуся в более крепком растворе. При одинаковой проникающей способности катионов и анионов, на которые диссоциирует электролит, электрическая энергия не генерируется, как бы ни был высок концентрационный градиент на мембране.

Схематически электролит Нернста можно представить:

 

 - проницаемость катионов

  - проницаемость анионов

Электродвижущая сила, возникающая в концентрированном электролите, который образован раствором одной соли, определяется из уравнения Нернста:

- универсальная газовая постоянная;

- температура;

- валентность ионов;

- число Фарадея;

- концентрация анионов в первой области;

- проницаемость для катионов через мембрану;

- концентрация катионов во второй области;

- концентрация анионов в первой области;

- концентрация анионов во второй области;

- проницаемость для анионов через мембрану.

Уравнение Нернста явилось результатом математической обработки многочисленных результатов экспериментального исследования функциональной зависимости ЭДС концентрационного элемента от соотношения концентрации соли в растворах, разделяемых мембраной. По Нернсту, десятикратная разность концентраций однозарядного иона создает ЭДС примерно 60 мВ (а двухзарядные ионы создают ЭДС примерно 30 мВ), следовательно, одновалентные ионы вносят наибольший вклад в БЭГ.

Наличие концентрационных градиентов является необходимым, но недостаточным условием БЭГ. Он обусловливается также тем, что сквозь БМ катионы проникают лучше, чем анионы. Концентрационные градиенты стремятся выровнять содержание всех ионов по обе стороны БМ. Однако, БМ препятствует этому процессу, поддерживая тем самым ионную асимметрию. Важный вклад в поддержание ионной асимметрии и соответствующих концентрационных градиентов (например, ионов и ) на плазмолемме любой клетки вносит их активный транспорт.

Таким образом, при наличии БЭГ всегда соблюдается два обязательных условия:

1. Существование концентрационных градиентов электролитов на клеточной мембране.

2. Наличие неодинаковой проницаемости этой мембраны для катионов и анионов, на которые диссоциируют электролиты в живой клетке (внутри и вне клетки).

При рассмотрении живых тканей в качестве концентрационного элемента, необходимо учитывать диффузию через БМ не одного иона, а всех, концентрации которых неодинаковы внутри и вне клетки, и которые способны при этом проникать через БМ.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

44968. Задачи и методы синтеза лмнейных САУ 1.29 MB
  Задачи синтеза САУ заключаются в определении управляющего устройства в виде его математического описания. Синтезсоздание управляющего устройства при известном условии. В результате сравнения определяется передаточная функция корректирующего устройства. Сюда относится объект управления и слежения с объектом устройства исполнительный механизм чувствительный элемент и т.
44969. Многомерные САУ 469.5 KB
  Взаимосвязи образующие многомерные системы могут быть различными по своей природе их делят на 2 категории: 1. Внутренние естественные связи 2. Внешние искусственные связи  по отношению к объекту. Внутренние – связи которые физически существуют в самом объекте между выходными величинами.
44970. Чувствительность систем управления 514.5 KB
  В процессе эксплуатации системы эти физические параметры могут изменятся во времени. Поэтому возникает задача определения влияния изменения параметров системы на статические и динамические свойства процесса управления. Степень влияния изменения параметров системы на её статические и динамические свойства называют чувствительностью системы. Пусть сиcтема описывается уравнением в нормальной форме: Изменяющиеся со временем параметры системы обозначим через j j = 1m.
44971. Управляемость систем управления 114.5 KB
  Рассмотрим линейные системы динамика которых описывается дифуранением n – порядка. В этом случае состояние системы будет определятся n – координатами. Эти координаты состояния системы не обязательно будут совпадать с физическими величинами в т. В качестве системы можно рассмотреть либо замкнутую САУ тогда координаты U будут играть роль задающих воздействий G.
44972. Наблюдаемость систем управления 114.5 KB
  Рассмотрим линейные системы динамика которых описывается дифуранением n – порядка. В этом случае состояние системы будет определятся n – координатами. Эти координаты состояния системы не обязательно будут совпадать с физическими величинами в т. В качестве системы можно рассмотреть либо замкнутую САУ тогда координаты U будут играть роль задающих воздействий G.
44973. Дискретные системы управления. Классификация 795 KB
  Для импульсных систем в основном применяют 3 вида квантования сигнала по времени: амплитудноимпульсная модуляция амплитуда импульса  входному сигналу Широтноимпульсная модуляция широта импульса  входному сигналу Фазоимпульсная модуляция фаза импульса  входному сигналу Во всех случаях период чередования импульсов является постоянным В случае амплитудноимпульсной модуляции рис б длительность каждого импульса постоянна имеет одинаковое значение и обозначается Т 0  1. Амплитуда импульсов принимает значения x[nT]  =...
44974. Импульсные системы управления 820 KB
  Импульсные системы управления. и решетчатой функции определенную длительность Импульсные системы описываются разностными уравнениями: Δf[n] =f[n1] – f[n] – первая разность решетчатой функции. Передаточная функция разомкнутой цепи импульсной системы – это отношение выходной величины к входной при нулевых начальных условиях. X1 = sinωt X2 = sin2ωt t=nT АФЧХ разомкнутой импульсной системы определяется аналогично обыкновенной линейной системе: WS→Wjω gt=sinωt Q=ST g[n]=sinώn...
44975. Нелинейные системы управления. Второй метод Ляпунова 266.5 KB
  Нелинейные системы управления. Нелинейность обусловлена нелинейностью статической характеристики одного из элементов системы. движением Ляпунов понимал любой интересующий нас в отношении устойчивости режим работы системы. Линейная система получается в результате линеаризации НЛ системы.
44976. Автоколебания нелинейных САУ. Определение параметров автоколебаний 420 KB
  эти параметры могут быть найдены если известны условия при которых система находится на границе устойчивости. Для определения границы устойчивости можно использовать существующие критерии устойчивости для линейных САУ. Критерий Найквиста: Если разомкнутая цепь системы устойчива то для устойчивости замкнутой системы н. Необходимым условием устойчивости явл.